java - 在没有 GUI 的情况下启动 JavaFX 应用程序线程

Question

我正在尝试开发一个应用程序，它应该能够在仅 CLI 环境和 GUI 启用模式下运行。由于我的一些工作是由 JavaFX 线程完成的，因此我需要在不启动图形引擎的情况下启动 JavaFX 主线程，因为这会在仅限 CLI 的环境中崩溃。我该怎么做？

我已经编写了第一个主类，它将使用命令行参数来决定是启动 GUI 还是应该在 CLI 模式下运行。 GUI 已经工作，我只需要弄清楚如何在另一个类中运行没有 GUI 的 FX 主线程。

----- 编辑 ------

进一步说明:

假设我有 2 个 UI，一个 CLI 和一个 GUI。代码被切割成 UI Handling 和 Operations。UI 处理仅在 CLI 模式下解析命令行参数并在 GUI 模式下绘制 GUI。按钮事件只会从操作类中调用代码。

此问答显示了我的操作段中的代码 Code Reference

我现在正尝试在我的 CLI 界面中重用操作代码。那里的代码被缩短了，将 create 方法视为更多代码。

如上所述，CLI 模式专为无法启动图形环境的环境而设计。尝试从 Application 继承并实现 start (Stage s) 方法将导致UnsupportedOperationException:无法打开 DISPLAY 即使该阶段将在启动方法中被忽略

---第二次编辑---

采用 [此处] 1 中描述的代码假设我不想从按钮调用 createKey(length)，而是从仅命令行的第二个 UI

   private static void progressBar(Task task) {
    
    task.progressProperty().addListener((new ChangeListener() {
        @Override
        public void changed(ObservableValue observable, Object oldValue, Object newValue) {
            // Return to line beginning
            System.out.print("\r");
            int percentage = (int) (100 * task.progressProperty().get());
            System.out.format("[%3d%%] %s", percentage, task.messageProperty().get());
            
            if (percentage == 100) {
                System.out.println("Finished");
            }
        }
    }));

如果我尝试从新的主类运行它，它将不会执行，因为工作线程等待 JavaFX 主线程。我需要创建一个 JavaFX 主线程，它能够调用 progressBar(Task) 但不会尝试创建 GUI，因为这会导致上面发布的错误

----编辑三---我试图将其作为一个最小示例发布。我的应用程序启动看起来像这样

    public static void main(String[] args) {

        // If option has been set, start CLI
        if (0 < args.length) {
        
            // Start CLI
               CLI.Main.execute(args);
        
        } else {

            // Trying if GUI can be started
            try {
                GUI.Main.execute();
            }

GUI Main 包含一个 JavaFX GUI 并且工作正常，如您所愿。如果我们处于不支持绘制 GUI 的环境中，我们必须使用参数启动程序。这将调用 CLI

    public class CLI extends Application {

     public static void execute(String[] args){
     launch(args);
    }
    
    @Override
    public void start(Stage s) {
      progressBar(Creator.createKey());
    }

    private static void progressBar(Task task) {
        
        task.progressProperty().addListener((new ChangeListener() {
            @Override
            public void changed(ObservableValue observable, Object oldValue, Object newValue) {
                // Return to line beginning
                System.out.print("\r");
                int percentage = (int) (100 * task.progressProperty().get());
                System.out.format("[%3d%%] %s", percentage, task.messageProperty().get());
                
                if (percentage == 100) {
                    System.out.println("Finished");
                }
            }
        }));
        
    }

GUI 将在按钮事件中调用创建器

    private void createKeyPressed(ActionEvent event) {

        // Make Progressbar visible
        pbKeyProgress.visibleProperty().set(true);
        Task<Void> task = Creator.createKey();
        pbKeyProgress.progressProperty().bind(task.progressProperty());
        lblKeyProgress.textProperty().bind(task.messageProperty());
    }

将 Creator.createKey() 视为

    public static Task<Void> createKey() {

    Task<Void> task;
    task = new Task<Void>() {

        final int totalSteps = ... ;
        @Override
        public Void call() throws Exception {
            updateProgress(0, totalSteps);
            updateMessage("Start");
            doStuff();
            updateProgress(1, totalSteps);
            updateMessage("First");
            doStuff();
            updateProgress(2, totalSteps);
            updateMessage("Second");
            // and so on

            return null;

        }
    };

    new Thread(task)
            .start();

    return task ;

}

在 GUI 中，整个代码都按预期运行。现在我尝试让一切都在非图形环境中工作，但使用安装了 JavaFX 的相同 Java 版本。 Creator.createKey 应该是可调用和可执行的。如果我尝试在支持 GUI 的机器上执行 CLI，命令行输出会根据需要进行更新，线程正在工作。如果我在 CLI 主类中没有 JavaFX 扩展的情况下尝试它，Creator 中的线程将不会执行，因为没有 JavaFX 主线程。如果我尝试在不允许绘制 GUI 的环境中执行上面发布的解决方案，我会得到一个 UnsupportedOperationException:无法打开显示

Answer 1

您似乎想要编写一个可以在完整的 JavaFX 环境或没有 native 图形工具包(因此无法启动 JavaFX 工具包)的环境中运行的应用程序。该应用程序需要一些线程，并且您希望避免复制代码。

JavaFX 并发 API 需要 JavaFX 工具包才能正常工作:它会更新其在 FX 应用程序线程上的状态，例如，因此 FX 应用程序线程(以及随后的 FX 工具包)必须正在运行.因此您的共享代码不能使用 JavaFX 并发 API。 (从技术上讲，它可以使用 JavaFX 属性，尽管避免使用这些属性可能更干净。)

假设您想要一个简单的倒数计时器。用户输入倒计时的秒数，然后计时器开始倒计时。当剩余秒数发生变化以及计时器达到零时，需要通知应用程序。从一个与 FX 无关的类开始进行倒计时。它可以包含表示剩余秒数和计时器何时结束的回调的字段:

package countdown;

import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.function.IntConsumer;

public class CountdownTimer {


    private IntConsumer secondsRemainingChangedHandler ;
    private Runnable onFinishedHandler ;

    private final Timer timer = new Timer();
    private int secondsRemaining ;

    public CountdownTimer(int totalSeconds) {
        this.secondsRemaining = totalSeconds ;
    }

    public void setSecondsRemainingChangedHandler(IntConsumer secondsRemainingChangedHandler) {
        this.secondsRemainingChangedHandler = secondsRemainingChangedHandler;
    }

    public void setOnFinishedHandler(Runnable onFinishedHandler) {
        this.onFinishedHandler = onFinishedHandler ;
    }

    private void tick() {
        secondsRemaining-- ;
        if (secondsRemainingChangedHandler != null) {
            secondsRemainingChangedHandler.accept(secondsRemaining);
        }
        if (secondsRemaining == 0) {
            timer.cancel();
            if (onFinishedHandler != null) {
                onFinishedHandler.run();
            }
        }
    }

    public void start() {
        timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                tick();
            }
        }, 1000, 1000);
    }
}

现在您可以在纯命令行应用程序中使用它

package countdown.cli;

import java.util.Scanner;

import countdown.CountdownTimer;

public class CLICountdownApp {

    public void runApp() {

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Enter time for timer:");
        int time = scanner.nextInt() ;
        scanner.close();
        CountdownTimer timer = new CountdownTimer(time);
        timer.setSecondsRemainingChangedHandler(t -> System.out.println(t +" seconds remaining"));
        timer.setOnFinishedHandler(() -> System.out.println("Timer finished!"));
        timer.start();
    }
}

或者您可以直接在 JavaFX UI 中使用它。请注意，回调是在 java.util.Timer 创建的后台线程上调用的，因此如果您需要，需要在回调中使用 Platform.runLater()更新用户界面:

int time = Integer.parseInt(timeTextField.getText());
CountdownTimer timer = new CountdownTimer(time);
timer.setSecondsRemainingChangedHandler(t -> Platform.runLater(() -> progressBar.setProgress(1.0*(time-t)/time)));
timer.setOnFinishedHandler(() -> Platform.runLater(() -> label.setText("Timer Complete")));
timer.start();

通过一些工作，您可以将其包装在 Task 中。您可能不希望任务在计时器完成之前完成。此处回调更新任务的进度属性，并分别允许任务完成。 (这基本上是“Facade”设计模式的实现，创建了一个 Task，它是 CountdownTimer 的外观。Task，当然在 JavaFX 环境中更容易使用。注意这是 gui 包的一部分，我这样做是因为它只有在 FX 工具包运行时才有效。)

package countdown.gui;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import countdown.CountdownTimer;
import javafx.concurrent.Task;

public class CountdownTask extends Task<Void> {

    private final int totalSeconds ;

    public CountdownTask(int totalSeconds) {
        this.totalSeconds = totalSeconds ;
    }

    @Override
    protected Void call() throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
        CountdownTimer timer = new CountdownTimer(totalSeconds);
        timer.setSecondsRemainingChangedHandler(t -> updateProgress(totalSeconds -t , totalSeconds));
        timer.setOnFinishedHandler(() -> latch.countDown());
        timer.start();
        latch.await();
        return null ;
    }
}

然后您可以按照通常的 JavaFX 方式使用它:

package countdown.gui;

import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.ProgressBar;
import javafx.scene.control.TextField;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.Stage;

public class JavaFXCountdownApp extends Application {

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {

        ProgressBar progressBar = new ProgressBar(0);
        Label label =  new Label() ;
        TextField timeTextField = new TextField();
        timeTextField.setOnAction(e -> {
            CountdownTask countdownTask = new CountdownTask(Integer.parseInt(timeTextField.getText()));
            progressBar.progressProperty().bind(countdownTask.progressProperty());
            countdownTask.setOnSucceeded(evt -> label.setText("Timer finished!"));
            Thread t = new Thread(countdownTask);
            t.setDaemon(true);
            t.start();
        });

        VBox root = new VBox(5, timeTextField, progressBar, label);
        root.setAlignment(Pos.CENTER);
        Scene scene = new Scene(root, 400, 400);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }
}

当然，使用基于(例如)命令行参数切换的主类来启动它是微不足道的:

package countdown;

import countdown.cli.CLICountdownApp;
import countdown.gui.JavaFXCountdownApp;
import javafx.application.Application;

public class Countdown {

    public static void main(String[] args) {
        if (args.length == 1 && "cli".equalsIgnoreCase(args[0])) {
            new CLICountdownApp().runApp();
        } else {
            Application.launch(JavaFXCountdownApp.class);
        }
    }

}

我将上面的完整类打包到一个名为 Countdown.jar 的 jar 文件中，在 list 中指定了主类 countdown.Countdown，并在 Mac 上进行了测试带有 JDK 1.8.0_121 的 OS X，然后通过 ssh 终端连接到运行相同 JDK 的 Linux 机器，但终端中没有图形支持。

在 Mac 上运行 java -jar Countdown.jar 得到 JavaFX UI。如预期的那样，在 ssh 终端上运行相同的命令会出现 java.lang.UnsupportedOperationException(无法打开显示)。在命令行版本上运行 java -jar Countdown.jar cli。

请注意，除了简单地分离关注点之外，没有使用其他技术。 CountdownTimer 是通用的，不需要运行(甚至可用)JavaFX。 CountdownTask 不执行任何特定于倒计时逻辑的操作(在实际应用程序中这当然会复杂得多)，而只是将其包装为 JavaFX 任务，更新进度在 FX 应用程序线程上(通过 Task.updateProgress(...))，并在整个事情完成时退出，等等。CLICountdownApp 管理用户输入和输出/到控制台，JavaFXCountdownApp 只是构建并显示用于与 CountdownTask 交互的 UI。